Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > cs > arXiv:2507.05081

帮助 | 高级搜索

计算机科学 > 硬件架构

arXiv:2507.05081 (cs)
[提交于 2025年7月7日 ]

标题: ViPSN 2.0:一种可重构的无电池物联网平台用于振动能量收集

标题: ViPSN 2.0: A Reconfigurable Battery-free IoT Platform for Vibration Energy Harvesting

Authors:Xin Li, Mianxin Xiao, Xi Shen, Jiaqing Chu, Weifeng Huang, Jiashun Li, Yaoyi Li, Mingjing Cai, Jiaming Chen, Xinming Zhang, Daxing Zhang, Congsi Wang, Hong Tang, Bao Zhao, Qitao Lu, Yilong Wang, Jianjun Wang, Minyi Xu, Shitong Fang, Xuanyu Huang. Chaoyang Zhao, Zicheng Liu, Yaowen Yang, Guobiao Hu, Junrui Liang, Wei-Hsin Liao
摘要: 振动能量收集是为无电池物联网系统供电的有前途的解决方案;然而,环境振动的不稳定性带来了重大挑战,例如收集的能量有限、间歇性电源供应以及对各种应用的适应性差。 为了解决这些挑战,本文提出了ViPSN 2.0,这是一个模块化和可重新配置的物联网平台,支持多种振动能量收集器(压电式、电磁式和摩擦电式),并通过标准化的热插拔接口适应具有不同应用需求的传感任务。 ViPSN 2.0结合了一个针对各种应用需求量身定制的能量指示电源管理框架,包括轻负载离散采样、重负载高功率传感和复杂负载流任务,从而有效管理波动的能量可用性。 该平台的多功能性和鲁棒性通过三个代表性应用得到验证:ViPSN-Beacon,实现从单次瞬时手指按压中进行超低功耗无线信标传输;ViPSN-LoRa,在实际海洋环境中通过波浪振动为高功率、远距离无线通信提供支持;以及ViPSN-Cam,实现间歇性图像捕捉和无线传输。 实验结果表明,ViPSN 2.0在能量受限条件下能够可靠地满足实际无电池物联网部署中的广泛需求。
摘要: Vibration energy harvesting is a promising solution for powering battery-free IoT systems; however, the instability of ambient vibrations presents significant challenges, such as limited harvested energy, intermittent power supply, and poor adaptability to various applications. To address these challenges, this paper proposes ViPSN2.0, a modular and reconfigurable IoT platform that supports multiple vibration energy harvesters (piezoelectric, electromagnetic, and triboelectric) and accommodates sensing tasks with varying application requirements through standardized hot-swappable interfaces. ViPSN~2.0 incorporates an energy-indication power management framework tailored to various application demands, including light-duty discrete sampling, heavy-duty high-power sensing, and complex-duty streaming tasks, thereby effectively managing fluctuating energy availability. The platform's versatility and robustness are validated through three representative applications: ViPSN-Beacon, enabling ultra-low-power wireless beacon transmission from a single transient fingertip press; ViPSN-LoRa, supporting high-power, long-range wireless communication powered by wave vibrations in actual marine environments; and ViPSN-Cam, enabling intermittent image capture and wireless transfer. Experimental results demonstrate that ViPSN~2.0 can reliably meet a wide range of requirements in practical battery-free IoT deployments under energy-constrained conditions.
主题: 硬件架构 (cs.AR)
引用方式: arXiv:2507.05081 [cs.AR]
  (或者 arXiv:2507.05081v1 [cs.AR] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2507.05081
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Xin Li [查看电子邮件]
[v1] 星期一, 2025 年 7 月 7 日 15:06:16 UTC (31,669 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
许可图标 查看许可
当前浏览上下文:
cs.AR
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-07
切换浏览方式为:
cs

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号